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AERODYNE六種痕量氣體同步高頻在線監(jiān)測(cè)儀

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更新時(shí)間：2022-11-02 10:08:32瀏覽次數(shù)：247次

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痕量氣體/溫室氣體監(jiān)測(cè)

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詳細(xì)介紹

N₂O、NH₃、CH₄、O₃作為非二氧化碳（CO₂）的溫室氣體，大氣中CH₄ 和N₂O濃度遠(yuǎn)小于CO₂，但增溫潛勢(shì)分別是CO₂的25倍和310倍， N₂O參與大氣中光化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧層。

大氣中溫室氣體體積分?jǐn)?shù)的年變化量都非常小，CH₄年變化量約為14×10^-9，N₂O年變化量約為0.8×10^-9。因此，需要高靈敏度的氣體檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中溫室氣體的監(jiān)測(cè)。

氨氣（NH₃）作為大氣中的堿性氣體，極易和大氣中的SO₂和NO_X反應(yīng)形成二次無(wú)機(jī)氣溶膠，是很多城市大氣顆粒物，也就是霧霾的主要元兇之一.

所以，同時(shí)監(jiān)測(cè)大氣中NH₃、O₃、CO₂、CH₄、N₂O、H₂O濃度和渦度通量是生態(tài)系統(tǒng)痕量氣體通量變化、大氣污染物運(yùn)移研究中的重要工具。

Aerodyne 痕量溫室氣體高頻在線監(jiān)測(cè)儀可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高頻（10Hz）在線測(cè)量NH₃、O₃、CO₂、CH₄、N₂O、H₂O等六種痕量氣體，無(wú)干擾與化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。指紋躍遷頻率光譜的穩(wěn)定性與性保證測(cè)量的精度與的分辨率（ppt），可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的閉路渦度痕量溫室氣體通量數(shù)據(jù)的精確測(cè)量。

測(cè)量原理

痕量溫室氣體高頻在線監(jiān)測(cè)儀采用可調(diào)諧紅外激光直接吸收光譜(TILDAS)技術(shù)，在中紅外波長(zhǎng)段探測(cè)分子的指紋躍遷頻率。采用像散型多光程吸收池技術(shù)（獲得）——其光路可達(dá)76m甚至更長(zhǎng)（210m），進(jìn)一步提高了靈敏度。

直接吸收光譜法，可以實(shí)現(xiàn)痕量氣體濃度的快速測(cè)量（<1s），而且不需要復(fù)雜的校準(zhǔn)步驟。此外，采用TILDAS技術(shù)，可不受其他分子的干擾，能夠得到非常精準(zhǔn)的檢測(cè)，檢測(cè)限達(dá)ppb級(jí)別，測(cè)量頻率可達(dá)10Hz。

六種痕量氣體同步測(cè)量

激光器L1測(cè)量：NH₃、O₃、CO₂

激光器L2測(cè)量：CH₄、N₂O、H₂O

激光器L1光譜圖：

激光器L2光譜圖

一天時(shí)間跨度六種痕量氣體同步測(cè)量數(shù)據(jù)曲線圖

二天時(shí)間跨度六種痕量氣體同步測(cè)量數(shù)據(jù)曲線圖

10Hz高頻測(cè)量

該系統(tǒng)同步監(jiān)測(cè)六種痕量溫室氣體所采用的激光譜線圖，采用雙激光配置，10Hz高頻數(shù)據(jù)采集。

左下角中間數(shù)據(jù)框第二行代表數(shù)據(jù)采集時(shí)間（0.1s）及采樣頻率10Hz，檢測(cè)限達(dá)ppt級(jí)

六種痕量氣體實(shí)時(shí)檢測(cè)濃度觀測(cè)窗口

的粘性氣體活性鈍化功能

對(duì)于粘性氣體NH₃的測(cè)量，AERODYNE具有針對(duì)性的前端進(jìn)氣處理裝置，其上采用兩種方法降低NH₃的管路吸附以及由于去除過(guò)濾器造成的檢測(cè)腔容易進(jìn)入灰塵顆粒的問(wèn)題和提高NH₃通量測(cè)量的采樣時(shí)間，高頻率通量測(cè)量的數(shù)據(jù)損失降低：

一、防吸附物質(zhì)的添加，占據(jù)管路等的表面位置，使NH₃不能粘附在表面上。

二、活性鈍化系統(tǒng)，可以使粘性氣體NH₃、HONO通量測(cè)量的時(shí)間更快，高頻率通量測(cè)量的損失量降到更低。

如圖示在系統(tǒng)加入上述措施后粘性氣體HONO與非粘性氣體NO₂同時(shí)測(cè)量狀態(tài)下，氣體濃度的采集時(shí)間是同步的。

主機(jī)技術(shù)參數(shù)

測(cè)量精度:

L1激光器（1046cm^-1(1σ)）1s/100s：

NH₃ : 50ppt/15ppt；

O₃ : 400ppt/100ppt；

CO₂ : 0.25ppm/0.06ppm;

L2激光器（1275cm^-1(1σ)）1s/100s：

N₂O : 80ppt/20ppt；

CH₄ : 400ppt/100ppt；

H₂O :10ppm/5ppm;

測(cè)量量程：

NH₃ : 0-30ppm

O₃ : 0-30ppm

CO₂ : 0-30%

N₂O : 0-30ppm

CH₄: 0-200ppm

H₂O : 0-30%

響應(yīng)時(shí)間：10Hz（1-10Hz可調(diào)）

操作溫度：10-35℃ 空氣濕度：5%~95%

采樣速率：0-20slpm

數(shù)據(jù)輸出：RS232、USB和以太網(wǎng)

外形尺寸：560mm×770mm×640mm(W×D×H)

重量：75Kg

電源要求：250-500W、120/240VAC、50/60Hz(不包含吸氣泵)

產(chǎn)地：美國(guó)AERODYNE公司

應(yīng)用案例

泥炭地表層大氣中氨交換測(cè)量-基于QCL激光器的渦流協(xié)方差方法和推理建模

Surface–atmosphere exchange of ammonia over peatlａnd using QCL-based eddy-covariance measurements and inferential modeling

Undine Z?ll, Christian Brümmer, Frederik Schrader, Christof Ammann, Andreas Ibrom, Christophe R. Flechard, David D. Nelson, Mark Zahniser, and Werner L. Kutsch

Atmos. Chem. Phys., 16, 11283–11299, 2016

/16/11283/2016/

doi:10.5194/acp-16-11283-2016

對(duì)比實(shí)測(cè)和建模的日平均NH₃通量（上面板所示）和累積NH₃通量（下面板所示）基于測(cè)量過(guò)程中每半小時(shí)的數(shù)據(jù)。豎線表示階段II、III、IV的開始。

集約放牧區(qū)排放：量化和緩解

Paddock Scale Nitrous Oxide Emissions from Intensively Grazed Pasture: Quantification and Mitigation

Presented by:

Anne Roswitha Wecking

Master of Science, Leibniz University Hanover ,2021.

不同時(shí)空尺度下土壤FN₂O的驅(qū)動(dòng)和過(guò)程。顏色區(qū)域（藍(lán)色到橙色）表示當(dāng)前的了解水平?？驁D（編號(hào)1-4）顯示了測(cè)量土壤N₂O交換常用的不同技術(shù)。2號(hào)框圖和3號(hào)框圖（粗體）區(qū)分了本論文使用的兩種測(cè)量方法（chambers/EC）。

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